Correlation of random wavefields: An interdisciplinary review

Larose, Éric; Margerin, Ludovic; Derode, Arnaud; Tiggelen, Bart van; Campillo, Míchel; Shapiro, N. M.; Ambert, Paul; Stehly, Laurent; Tanter, Mickaël

doi:10.1190/1.2213356

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“…If the distribution of propagation directions is not isotropic the NCFs are asymmetric and represent a poorer approximation of the Green's function. Practically the coda of earthquake records and ambient seismic noise can be used as source wavefield for SI (Campillo 2006;Larose et al 2006) as was first demonstrated by Campillo & Paul (2003) and Shapiro et al (2005). By extracting surface waves (Brenguier et al 2007;Lin et al 2009;Stehly et al 2009) or body waves (Roux 2005;Tonegawa et al 2009;Zhan et al 2010;Poli et al 2012;Lin et al 2013;Nishida 2013) local, regional and global tomographic investigations of the subsurface velocity are among the most widely used applications of SI.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Monitoring of environmental influences on seismic velocity at the geological storage site for CO2 in Ketzin (Germany) with ambient seismic noise

Gassenmeier¹,

Sens‐Schönfelder²,

Delatre³

et al. 2014

Geophysical Journal International

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Originally published as:Gassenmeier, M., Sens-Schönfelder, C., Delatre, M., Korn, M. (2015): Monitoring of environmental influences on seismic velocity at the geological storage site for CO2 in Ketzin (Germany) with ambient seismic noise. S U M M A R YRegarding the exploitation of natural resources, storage of waste or subsurface construction, there is an increasing need to obtain comprehensive knowledge about the subsurface and its temporal changes. We investigate the possibility of a passive monitoring using ambient seismic noise, which is cheap and continuous compared to active seismics. We work with data acquired with a seismic network in Ketzin (Germany) where 67 271 tons of CO 2 were injected from 2008 June until 2013 August into a saline aquifer at a depth of about 650 m. Monitoring the expansion of the CO 2 plume is essential for the characterization of the reservoir as well as the detection of potential leakage. By cross-correlating about 4 yr of passive seismic data in a frequency range of 0.05-4.5 Hz we found periodic velocity variations with a period of approximately 1 yr that cannot be caused by the CO 2 injection. The prominent direction of the noise wavefield indicates a wind farm as the dominant source providing the temporally stable noise field. This spacial stability excludes variations of the noise source distribution as a cause of spurious velocity variations. Based on an amplitude decrease associated with time windows towards later parts of the coda, we show that the variations must be generated in the shallow subsurface. A comparison to groundwater level data reveals a direct correlation between depth of the groundwater level and the seismic velocity. The influence of ground frost on the seismic velocities is documented by a sharp increase of velocity when the maximum daily temperature stays below 0 • C. Although the observed periodic changes and the changes due to ground frost affect only the shallow subsurface, they mask potential signals of material changes from the reservoir depths.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Monitoring of environmental influences on seismic velocity at the geological storage site for CO2 in Ketzin (Germany) with ambient seismic noise

Gassenmeier¹,

Sens‐Schönfelder²,

Delatre³

et al. 2014

Geophysical Journal International

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“…Derode et al, 2003) y en sismología (Campillo y Paul, 2003) muestran que tal correlación extrae la llamada FGE (la señal que se registraría en una estación como si una fuerza impulsiva fuera aplicada en la otra estación o viceversa). El uso de microtremores, o ruido sísmico ambiental, para recobrar la FGE entre pares de receptores ha sido muy popular en los últimos años (Larose et al, 2006, Curtis et al, 2006Sneider y Wapenaar, 2010;Campillo et al, 2011;Sneider y Larose, 2013). La identificación del tiempo de viaje (máximo del pulso de correlación) entre el par de receptores puede entonces ser utilizado para elaborar un imagen de tomografía que proporciona la distribución de la velocidad del medio que separa dos receptores (Shapiro y Campillo, 2004 5.…”

Section: Tomografía De Interferometría Sísmicaunclassified

Interferometría de ruido sísmico para la caracterización de la estructura de velocidad 3D de un talud en la 3ª Sección del Bosque de Chapultepec, Ciudad de México

Cárdenas‐Soto

Ramos-Saldaña

Vidal‐García

2016

BSGM

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Interferometría de ruido sísmico para la caracterización de la estructura de velocidad 3D 173 ResumenEn este trabajo aplicamos el método de Interferometría Sísmica (IS) para determinar la variación lateral en la distribución de la velocidad de onda S (Vs) en la estructura de un macizo rocoso que contiene un talud localizado en el circuito Joaquín Claussell de la 3a Sección del Bosque de Chapultepec. Estudios geológicos y de geotecnia muestran la presencia de un estrato pumicítico, que sobreyace a materiales semi permeables; el cual es susceptible a fallamiento y provocar deslizamientos, debido al estado de fracturamiento y el aporte de agua durante la época de lluvias, factores comúnmente asociados a deslizamientos en la zona poniente de la Ciudad México. A fin de mostrar la aplicabilidad del método de IS para cuantificar las propiedades elásticas y su distribución en los estratos que conforman el cuerpo del talud, se generaron funciones de correlación cruzada entre 4560 pares de receptores en un arreglo irregular de 96 geófonos verticales. Mediante el uso de las variaciones temporales del máximo pulso de correlación en función de la frecuencia (4 a 24 Hz), construimos imágenes a partir de la tomografía de Vs relativa. Encontramos que valores de Vs cercanos a 300 m/s se relacionan con los estratos de pómez, los cuales se encuentran principalmente alojados hacia la cara del talud y en su parte topográfica más baja. La velocidad en estos materiales contrasta notablemente con la del estrato subyacente de valores superiores a 1000 m/s. Los valores de Vs y la geometría del estrato susceptible a deslizarse fueron corroborados por dos líneas de refracción sísmica. Los resultados de este estudio, sugieren que el método de IS es apropiado, debido a su carácter no invasivo ni destructivo, para analizar este tipo de riesgos geológicos asociados con la estabilidad de taludes.Palabras clave: Deslizamientos de masa, estabilidad de talud, refracción sísmica, ondas superficiales, correlación de ruido. Abstract In this work, we applied the seismic interferometry (SI) method in order to determine the lateral variation of S wave velocity (Vs) in the subsoil structure of a rock mass with a slope located on Joaquin Claussell Street in the 3rd

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“…The random locations of sources insure that the noise has uniform angular coverage, which will enhance the accuracy of the empirical Green's function computed by cross-correlation. In cases of non-uniform angular coverage, scatterers within the random media can enhance the angular coverage and, therefore, improve the accuracy of the empirical Green's functions (Larose et al 2006).…”

Section: Ambient-noise Simulationmentioning

confidence: 99%

Imaging Near-surface Heterogeneities by Natural Migration of Back-scattered Surface Waves

AlTheyab¹,

Workman²,

Lin³

et al. 2015

Proceedings

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Correlation of random wavefields: An interdisciplinary review

Abstract: International audienc

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Monitoring of environmental influences on seismic velocity at the geological storage site for CO2 in Ketzin (Germany) with ambient seismic noise

Monitoring of environmental influences on seismic velocity at the geological storage site for CO2 in Ketzin (Germany) with ambient seismic noise

Interferometría de ruido sísmico para la caracterización de la estructura de velocidad 3D de un talud en la 3ª Sección del Bosque de Chapultepec, Ciudad de México

Imaging Near-surface Heterogeneities by Natural Migration of Back-scattered Surface Waves

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